Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Декабрь 2009   →
 1
 2
 3
03.12.2009
05:36:25
22:50:53
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
10.12.2009
17:25:33
21:04:36
11
12
13
14
15
15.12.2009
00:09:04
23:36:34
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Физика


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный платный хостинг на базе Windows 2008

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Чемпионы рейтинга экспертов в этой рассылке

Гордиенко Андрей Владимирович
Статус: Профессор
Рейтинг: 3623
∙ повысить рейтинг » 		Shvetski
Статус: Специалист
Рейтинг: 1923
∙ повысить рейтинг » 		Boriss
Статус: Академик
Рейтинг: 1298
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:882
Дата выхода:01.12.2009, 04:30
Администратор рассылки:Химик CH, Модератор
Подписчиков / экспертов:240 / 98
Вопросов / ответов:1 / 1

Вопрос № 174534: Уважаемые эксперты помогите пожалуйста с решением 4-ёх задач: 1. Три одинаковых плоских конденсатора соеденены последовательно. Ёмкость такой батареи конденсаторов 80см. Площадь каждой пластины 100см^2, диэлектрик-стекло. Какова толщина сткла? ...

Вопрос № 174534:

Уважаемые эксперты помогите пожалуйста с решением 4-ёх задач:
1. Три одинаковых плоских конденсатора соеденены последовательно. Ёмкость такой батареи конденсаторов 80см. Площадь каждой пластины 100см^2, диэлектрик-стекло. Какова толщина сткла?
(ответ 2.32мм, 1см=1/9*10^-11 Ф).
2. Между электродами плоского конденсатора, отстоящими на расстоянии 2мм друг от друга, помещена стеклянная пластинка толщиной 1.2мм. К электродам приложена разность потенциалов 200В. Определить напряженность поля в воздушном зазоре конденсатора. ( ответ 1.3*10^-6Кл/м^2).
3. Тонкие стеклянные пластинки пробиваются при напряжении поля 5*10^8 В/м. Вычислить давление, испытываемое пластинкой перед пробоем. Электроды прилегают к пластинке без зазора. (ответ 7.7*10^6 Н/м^2).
4. Стеклянная пластинка толщиной 1мм зажата между плоскими электродами так, что между поверхностью пластинки и электродом остается тонкий воздушный зазор. Определить силу притяжения между электродами, к которым приложен а разность потенциалов 300В. Площадь каждого электрода 100 см^2. (ответ 0.2Н).

буду премного благодарен!

Отправлен: 25.11.2009, 17:07
Вопрос задал: S K A L T , Посетитель
Всего ответов: 1
Страница вопроса »

Отвечает Химик CH, Модератор :
Здравствуйте, S K A L T .
1) При последовательном соединении конденсаторов напряжения на них складываются. Ёмкость батареи рассчитывается по формуле C∑=1/(1/C1+1/C2+1/C3)
Учитывая, что ёмкости конденсаторов равны C1=C2=C3=C, получаем
C∑=1/(1/C+1/C+1/C)=1/(3/С)=С/3
С=3C∑=2,67*10-10 Ф

Вспомним некоторые формулы, относящиеся к конденсатору
q=σS
C=q/U
U=Ed
E=σ/(εε0)

d=U/E=(q/C)/(σ/(εε0))=qεε0/(Cq/S)=Sεε0/C
примем для стекла ε=7 (для разных сортов сильно варьируется)
d=0,01м2*7*8,85*10-12Кл2/Н*м2/(2,67*10-10Ф)=0,00232 м=2,32мм


2) Напряжённость электрического поля в стекле в ε=7 раз меньше, чем в воздухе. При этом н апряжение (интеграл напряжённости по расстоянию) равно
U=Eвоздdвозд+Eстdст=Eвоздdвозд+Eвоздdст/ε=Eвозд(dвозд+dст/ε)
Eвозд=U/(dвозд+dст/ε)=200В/(0,8мм+1,2мм/7)=206 В/мм=206 кВ/м
(не знаю, как получен приведённый в условии ответ. Во-первых это не напряжённость, а поверхностная плотность заряда, во-вторых, полученному результату соответствует значение поверхностной плотности заряда 1,8*10-6 Кл/м2)


4) Так как зазор пренебрежительно мал, принимаем что разность потениалов в стекле равна 300 В
Тогда напряжённость в стекле Eст=U/d=300В/1мм=300 кВ/м
При этом напряжённость в воздухе в ε=7 раз больше E=εEст=2.1 МВ/м
Следовательно, поверхностная плотность заряда σ=Eε0=1,86*10-5 Кл/м2
Заряд каждого электрода конденсатора равен q=σ*S=1.86*10-7 Кл
Учтём также, что найденную ранее напряжённость создают оба электрода, напряжённость поля однго электода в 2 раза меньше E1=E/2=1.05 МВ/м
Сила, с которой поле одного электрода действует на другой равна F=E1q=0,195≈0,2 Н

3) Поверхностная плотность зарядов σ=Eεε0=0.031 Кл/м2
Очевидно, что давление, оказываемое элкетродами на стекло, равно силе, с которой электрическое поле действует на еденицу площади электрода. Требуется лишь уточнить значение напряжённости, действующей на электроды. Под действием электрического поля конденсатора диэлектрик поляризуется и на его поверхности образуются сопряжённые заряды, ослабляющие поле внутри диэлектрика в ε раз. При этом взаимодействие электрода и близлежащего сопряжённого заряда вызывет притяжение электрода при наличии воздушного зазора (как в предыдущей задаче), но не создаёт давления на диэлектрик при соприкосновении. Таким образом, давление электродов на диэлектрик вызывается действующим на электрод полем второго электрода, с учётом частичной компенсации сопряжённым зарядом. Но напряжённость электрического поля внутри диэлектрика является суммой частично компенсированных полей обоих электродов.
То есть напряжённость, действующая на электрод равна половине напряжённости внутри диэлектрика E1=E/2=2,5*108 В/м
Давление составляет p=F/S=E1q/S=E1σ=7,7*106 Па
-----
Никогда не просите у химика просто СОЛЬ...

Ответ отправил: Химик CH, Модератор
Ответ отправлен: 28.11.2009, 15:54
Латвия, Рига
Тел.: +37128295428
Абонент Skype: himik_c2h5oh

Оценка ответа: 5

Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 257027 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:
    • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!

    Оценить выпуск »
    Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки!

    Задать вопрос экспертам этой рассылки »

    Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!

    Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТА
    на короткий номер 1151 (Россия)
    Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.

    Полный список номеров »

    * Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи. (полный список тарифов)
    ** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
    *** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.

    © 2001-2009, Портал RFpro.ru, Россия
    Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
    Автор: Калашников О.А. | Программирование: Гладенюк А.Г.
    Хостинг: Компания "Московский хостер"
    Версия системы: 2009.6.12 от 30.11.2009
    В избранное